"James Webb": Điều gì sẽ nhìn thấy kính viễn vọng tiên tiến nhất trên thế giới

19
bóng ma của không gian xa xôi

Ai đó đã từng nói: những người tạo ra Hubble nên dựng một tượng đài ở mọi thành phố lớn trên Trái đất. Anh ấy có rất nhiều công lao. Vì vậy, chẳng hạn, với sự trợ giúp của kính thiên văn này, các nhà thiên văn học đã chụp được bức ảnh của một thiên hà rất xa UDFj-39546284. Vào tháng 2011 năm 38135539, các nhà khoa học phát hiện ra rằng nó nằm xa kỷ lục trước đó - UDFy-150 - khoảng 39546284 triệu năm ánh sáng. Thiên hà UDFj-13,4 cách chúng ta 13 tỷ năm ánh sáng. Đó là, Hubble đã nhìn thấy các ngôi sao tồn tại hơn 380 tỷ năm trước, XNUMX triệu năm sau Vụ nổ lớn. Những vật thể này có lẽ không còn “sống” nữa: chúng ta chỉ nhìn thấy ánh sáng của các thiên hà và đèn chiếu sáng đã chết từ lâu.



Nhưng vì tất cả những giá trị của nó, Kính viễn vọng Không gian Hubble là công nghệ của thiên niên kỷ trước: nó được phóng vào năm 1990. Tất nhiên, công nghệ đã đi một chặng đường dài trong những năm qua. Nếu kính thiên văn Hubble xuất hiện trong thời đại của chúng ta, khả năng của nó sẽ vượt xa phiên bản ban đầu. Đó là cách "James Webb" ra đời.



Lợi ích của James Webb

Kính thiên văn mới, giống như người tiền nhiệm của nó, cũng là một đài quan sát hồng ngoại quay quanh quỹ đạo. Điều này có nghĩa là nhiệm vụ chính của nó sẽ là nghiên cứu bức xạ nhiệt. Nhớ lại rằng các vật bị nung nóng đến một nhiệt độ nhất định sẽ phát ra năng lượng trong quang phổ hồng ngoại. Bước sóng phụ thuộc vào nhiệt độ nung: càng cao, bước sóng càng ngắn và bức xạ càng mạnh.

Tuy nhiên, có một sự khác biệt về khái niệm giữa các kính thiên văn. Hubble đang ở quỹ đạo Trái đất thấp, tức là nó quay quanh Trái đất ở độ cao khoảng 570 km. James Webb sẽ được phóng lên quỹ đạo vầng hào quang tại điểm L2 Lagrange của hệ Mặt trời-Trái đất. Nó sẽ xoay quanh Mặt trời, và không giống như tình huống của Hubble, Trái đất sẽ không can thiệp vào nó. Một vấn đề ngay lập tức nảy sinh: một vật thể càng xa Trái đất thì càng khó tiếp xúc với nó, do đó, nguy cơ mất nó càng cao. Do đó, "James Webb" sẽ di chuyển xung quanh mặt trời đồng bộ với hành tinh của chúng ta. Trong trường hợp này, việc đưa kính thiên văn ra khỏi Trái đất sẽ là 1,5 triệu km theo hướng ngược lại với Mặt trời. Để so sánh, khoảng cách từ Trái đất đến Mặt trăng là 384 km. Có nghĩa là, nếu thiết bị James Webb bị lỗi, rất có thể sẽ không thể sửa chữa được (trừ khi ở chế độ từ xa, điều này có những hạn chế kỹ thuật nghiêm trọng). Do đó, một kính thiên văn đầy hứa hẹn được chế tạo không chỉ đáng tin cậy mà còn siêu đáng tin cậy. Điều này một phần là do việc dời ngày ra mắt liên tục.

"James Webb" có một điểm khác biệt quan trọng khác. Thiết bị sẽ cho phép anh ta tập trung vào những vật thể rất cổ xưa và lạnh lẽo mà Hubble không thể nhìn thấy. Vì vậy, chúng ta sẽ tìm hiểu khi nào và ở đâu những ngôi sao, chuẩn tinh, thiên hà, cụm và siêu đám thiên hà xuất hiện khi nào và ở đâu.

Phát hiện thú vị nhất mà kính thiên văn mới có thể tạo ra là ngoại hành tinh. Nói một cách chính xác hơn, chúng ta đang nói về việc xác định mật độ của chúng, điều này sẽ giúp chúng ta có thể hiểu được loại vật thể ở phía trước chúng ta và liệu một hành tinh như vậy có thể có khả năng sinh sống được hay không. Với sự giúp đỡ của James Webb, các nhà khoa học cũng hy vọng sẽ thu thập dữ liệu về khối lượng và đường kính của các hành tinh xa xôi, và điều này sẽ mở ra dữ liệu mới về thiên hà bản địa.

Thiết bị kính thiên văn sẽ cho phép phát hiện các ngoại hành tinh lạnh có nhiệt độ bề mặt lên tới 27 ° C (nhiệt độ trung bình trên bề mặt hành tinh của chúng ta là 15 ° C). "James Webb" sẽ có thể tìm thấy những vật thể như vậy nằm ở khoảng cách hơn 12 đơn vị thiên văn (tức là khoảng cách từ Trái đất đến Mặt trời) từ các ngôi sao của chúng và bị loại bỏ khỏi Trái đất ở khoảng cách lên tới 15 ánh sáng. nhiều năm. Các kế hoạch nghiêm túc liên quan đến bầu khí quyển của các hành tinh. Kính thiên văn Spitzer và Hubble có thể thu thập thông tin về khoảng một trăm vỏ khí. Theo các chuyên gia, kính thiên văn mới sẽ có thể khám phá ít nhất ba trăm bầu khí quyển của các hành tinh ngoại khác nhau.

Một mục riêng biệt là tìm kiếm các quần thể sao giả định loại III, tạo nên thế hệ sao đầu tiên xuất hiện sau Vụ nổ lớn. Theo các nhà khoa học, đây là những vật phát sáng rất nặng, có thời gian tồn tại ngắn, tất nhiên là không còn tồn tại. Những vật thể này có khối lượng lớn do thiếu cacbon cần thiết cho phản ứng nhiệt hạch cổ điển, trong đó hydro nặng được chuyển thành heli nhẹ, và khối lượng dư được chuyển thành năng lượng. Ngoài tất cả những điều này, kính thiên văn mới sẽ có thể nghiên cứu chi tiết những nơi chưa được khám phá trước đây nơi các ngôi sao được sinh ra, điều này cũng rất quan trọng đối với thiên văn học.



Các nhiệm vụ chính của kính thiên văn mới:

- Tìm kiếm và nghiên cứu các thiên hà cổ xưa nhất;
- Tìm kiếm các ngoại hành tinh giống Trái đất;
- Phát hiện quần thể sao kiểu thứ ba;
- Nghiên cứu về "cái nôi của các vì sao"

Các tính năng thiết kế

Thiết bị này được phát triển bởi hai công ty Mỹ - Northrop Grumman và Bell Aerospace. Kính viễn vọng không gian James Webb là một tác phẩm nghệ thuật kỹ thuật thực sự. Kính thiên văn mới nặng 6,2 tấn - để so sánh, Hubble có khối lượng 11 tấn. Nhưng nếu kính thiên văn cũ có thể được so sánh với kích thước của một chiếc xe tải, thì kính mới có thể sánh ngang với một sân tennis. Chiều dài của nó lên tới 20 m, và chiều cao của nó giống như một ngôi nhà ba tầng. Phần lớn nhất của Kính viễn vọng Không gian James Webb là lá chắn mặt trời khổng lồ. Đây là cơ sở của toàn bộ cấu trúc, được tạo ra từ một màng polyme. Một mặt, nó được bao phủ bởi một lớp nhôm mỏng, và mặt khác là silicon kim loại.

Tấm chắn nắng có nhiều lớp. Khoảng trống giữa chúng được lấp đầy bởi chân không. Điều này là cần thiết để bảo vệ thiết bị khỏi bị "sốc nhiệt". Cách tiếp cận này cho phép các ma trận siêu nhạy được làm lạnh xuống –220 ° C, điều này rất quan trọng khi quan sát các vật thể ở xa. Thực tế là, mặc dù có các cảm biến hoàn hảo, họ không thể nhìn thấy các vật thể do các chi tiết "nóng" khác của James Webb.

Ở trung tâm của cấu trúc là một tấm gương khổng lồ. Đây là "tiện ích bổ sung" cần thiết để tập trung các chùm ánh sáng - gương làm thẳng chúng, tạo ra một bức ảnh rõ nét. Đường kính của gương chính của kính thiên văn James Webb là 6,5 m, bao gồm 18 khối: trong quá trình khởi động phương tiện phóng, các phân đoạn này sẽ ở dạng nhỏ gọn và chỉ mở ra sau khi thiết bị đi vào quỹ đạo. Mỗi phân khúc có sáu góc - điều này được thực hiện để sử dụng tối ưu không gian có sẵn. Và hình dạng tròn của gương cho phép bạn tập trung ánh sáng tốt nhất vào các thiết bị dò tìm.

Berili được chọn để làm gương, một kim loại tương đối cứng, có màu xám nhạt, ngoài những thứ khác, có đặc điểm là giá thành cao. Trong số những ưu điểm của sự lựa chọn này là berili vẫn giữ được hình dạng của nó ngay cả ở nhiệt độ rất thấp, điều này rất quan trọng đối với việc thu thập thông tin chính xác.



dụng cụ khoa họcg

Việc đánh giá một chiếc kính thiên văn đầy hứa hẹn sẽ không đầy đủ nếu chúng ta không tập trung vào các công cụ chính của nó:

MIRI. Đây là thiết bị hồng ngoại tầm trung. Nó bao gồm một máy ảnh và một máy quang phổ. MIRI bao gồm một số dãy máy phát hiện asen-silicon. Do các cảm biến của thiết bị này, các nhà thiên văn học hy vọng sẽ xem xét sự dịch chuyển đỏ của các vật thể ở xa: các ngôi sao, thiên hà và thậm chí cả các sao chổi nhỏ. Dịch chuyển đỏ vũ trụ là sự giảm tần số của bức xạ, được giải thích là do sự loại bỏ động lực của các nguồn ra khỏi nhau do sự giãn nở của Vũ trụ. Điều thú vị nhất, đó không chỉ là việc sửa một đối tượng từ xa, mà còn là việc thu được một lượng lớn dữ liệu về các thuộc tính của nó.

NIRCam, hoặc camera hồng ngoại gần, là đơn vị hình ảnh chính của kính thiên văn. NIRCam là một phức hợp của các cảm biến thủy ngân-cadmium-tellurium. Phạm vi hoạt động của thiết bị NIRCam là 0,6-5 µm. Thật khó để tưởng tượng những bí ẩn NIRCam sẽ giúp làm sáng tỏ. Ví dụ, các nhà khoa học muốn sử dụng nó để tạo bản đồ vật chất tối bằng cách sử dụng cái gọi là phương pháp thấu kính hấp dẫn, tức là tìm kiếm các đám vật chất tối bằng trường hấp dẫn của chúng, được chú ý bởi độ cong của quỹ đạo của bức xạ điện từ gần.

NIRspec. Nếu không có máy quang phổ cận hồng ngoại, sẽ không thể xác định được các đặc tính vật lý của các đối tượng thiên văn, chẳng hạn như khối lượng hoặc thành phần hóa học. NIRSpec có thể cung cấp quang phổ có độ phân giải trung bình trong dải bước sóng 1 đến 5 µm và dải bước sóng 0,6-5 µm có độ phân giải thấp. Thiết bị bao gồm nhiều ô với sự điều khiển riêng biệt, cho phép bạn tập trung vào các đối tượng cụ thể, "sàng lọc" các bức xạ không cần thiết.

FGS / NIRISS. Đây là một cặp bao gồm một cảm biến trỏ nhỏ và một máy chụp ảnh hồng ngoại gần với một máy quang phổ không khe. Với Cảm biến Hướng dẫn Tinh tế (FGS), kính thiên văn sẽ có thể lấy nét chính xác nhất có thể, và với NIRISS, các nhà khoa học dự định tiến hành các thử nghiệm quỹ đạo đầu tiên của kính thiên văn, điều này sẽ đưa ra ý tưởng chung về tình trạng của nó. . Người ta cũng mong đợi rằng thiết bị chụp ảnh sẽ đóng một vai trò quan trọng trong việc quan sát các hành tinh xa xôi.



Về mặt hình thức, kính thiên văn sẽ hoạt động từ XNUMX đến XNUMX năm. Tuy nhiên, như thực tế cho thấy, khoảng thời gian này có thể được kéo dài vô thời hạn. Và "James Webb" có thể cung cấp cho chúng ta nhiều thông tin hữu ích và đơn giản là thú vị hơn bất kỳ ai có thể tưởng tượng. Hơn nữa, bây giờ thậm chí không thể tưởng tượng được "con quái vật" nào sẽ thay thế chính "James Webb", và việc xây dựng nó sẽ tốn một tổng chi phí như thế nào.

Quay trở lại mùa xuân năm 2018, giá của dự án đã tăng lên mức không thể tưởng tượng được là 9,66 tỷ đô la. Để so sánh, ngân sách hàng năm của NASA là khoảng 20 tỷ đô la và Hubble tiêu tốn 2,5 tỷ đô la vào thời điểm xây dựng. Nói cách khác, James Webb đã tham gia. các câu chuyện là kính thiên văn đắt nhất và là một trong những dự án tốn kém nhất trong lịch sử khám phá vũ trụ. Chỉ có chương trình mặt trăng, Trạm vũ trụ quốc tế, tàu con thoi và hệ thống định vị toàn cầu GPS mới có giá cao hơn. Tuy nhiên, "James Webb" còn mọi thứ ở phía trước: giá của nó có thể còn tăng cao hơn nữa. Và mặc dù các chuyên gia từ 17 quốc gia đã tham gia vào việc xây dựng nó, phần tài trợ của con sư tử vẫn nằm trên vai của các quốc gia. Nó phải được giả định rằng điều này sẽ tiếp tục như vậy.
19 bình luận
tin tức
Bạn đọc thân mến, để nhận xét về một ấn phẩm, bạn phải đăng nhập.
  1. +15
    Ngày 15 tháng 2019 năm 05 58:XNUMX
    Không thể đợi cho đến khi họ khởi chạy nó! Hy vọng mọi thứ diễn ra tốt đẹp!
    1. +13
      Ngày 15 tháng 2019 năm 06 09:XNUMX
      không ... các bang vẫn đi sau chúng ta hàng chục năm, hãy hỏi Rogozin ... chúng đang ở đâu trước "kẻ giật dây" của chúng ta. đồng bào
      1. +12
        Ngày 15 tháng 2019 năm 06 53:XNUMX
        Trích dẫn: Dedkastary
        không ... các bang vẫn đi sau chúng ta hàng chục năm, hãy hỏi Rogozin ... chúng đang ở đâu trước "kẻ giật dây" của chúng ta. đồng bào

        Những tên khốn đã giết Spektr-UV, không có lời nào ... Và một số đủ thông minh để tự hào về sự vượt trội có thể tưởng tượng được trong không gian ...
        Spektr-UV là kính viễn vọng không gian nên hoạt động trong phạm vi tia cực tím (100–320 nm), không thể tiếp cận được đối với các nghiên cứu trên mặt đất do bầu khí quyển. Dụng cụ chính là kính thiên văn tia cực tím T-170M với đường kính gương chính là 170 cm.
        Việc thiết kế máy đã được thực hiện từ đầu những năm 90 (ngày dự kiến ​​ra mắt đầu tiên là năm 1997), hiện tại nó đã sẵn sàng khoảng 70%.
      2. +10
        Ngày 15 tháng 2019 năm 07 18:XNUMX
        Trích dẫn: Dedkastary
        chúng đang ở đâu trước khi "giật" của chúng ta.

        Vâng, đây là những người lái xe của chúng ta đang bò trên một hành tinh lân cận, hạ cánh trên các tiểu hành tinh và khám phá các hành tinh xa xôi và vành đai Kuiper. Nhưng chúng tôi chở các phi hành gia đi xa tới 400 km so với Trái đất. Trong khi chúng tôi lái xe ...
    2. +2
      Ngày 16 tháng 2019 năm 02 00:XNUMX
      Ngày ra mắt - tháng 2021 năm XNUMX. Trên một tên lửa Ariane.
  2. +4
    Ngày 15 tháng 2019 năm 08 45:XNUMX
    cảm ơn, ngoài kính thiên văn, tôi bắt đầu quan tâm đến các điểm Lagrange - thực tế là rất thú vị - 2 kính thiên văn không gian đã được đặt tại điểm L2
  3. +9
    Ngày 15 tháng 2019 năm 09 17:XNUMX
    Đọc những điều như vậy, tôi bắt đầu nghiêng về ý tưởng rằng người Mỹ thực sự là một quốc gia đặc biệt. Lắp ráp một chiếc gương gấp mà không bị vỡ các góc không phải là một điều dễ dàng thực hiện! Có, ngay cả đối với 1,5 triệu km. không có bàn tay con người. Vâng, và Hubble cũng là một món đồ chơi khó! Những hình ảnh như vậy làm cho bạn chỉ có tự hỏi!
  4. +5
    Ngày 15 tháng 2019 năm 10 51:XNUMX
    thôi nào, Schaub họ có tất cả các loại gương với gác lửng trong quỹ đạo treo ra wasat Tất cả đều là Photoshop và Hollywood đồng bào 10 mỡ lợn - tại sao quá ít ??? Rogozin, với sự kiểm tra bổ sung của anh ta, bắt đầu thu thập ... tấm bạt lò xo là một bản song ca bằng lời nói khác trước. Rốt cuộc, tại điểm Lagrange (cụ thể là điểm này), anh ta sẽ thổi phồng mặt trăng quỹ đạo dừng lại Chúng tôi sẽ không cung cấp một inch về điểm này giữ lại
    Và kính thiên văn quỹ đạo mới và đội ngũ quốc tế của nó - SỨ MỆNH THÀNH CÔNG.
  5. +13
    Ngày 15 tháng 2019 năm 10 57:XNUMX
    Các nhà khoa học của chúng ta chỉ có thể cắn cùi chỏ và thầm ghen tị với những giải pháp tiên tiến trong thiên văn học.

    "Xin chào" các Tiến sĩ phụ trách Roscosmos.
  6. +7
    Ngày 15 tháng 2019 năm 12 23:XNUMX
    Nhưng Roskosmos của chúng tôi được điều hành bởi một người điều hành không có bằng cấp về kỹ thuật, không có công ty tương tự nào trên thế giới. Đó là lý do tại sao số vụ tai nạn thảm khốc ... Và chẳng bao lâu nữa, chỉ cho một lần đồng ý bay vào vũ trụ trên một con tàu nội địa sẽ được trao.
  7. Nhận xét đã bị xóa.
    1. +1
      Ngày 15 tháng 2019 năm 21 16:XNUMX
      Sau đó, đọc mọi thứ trên Internet - infa, chỉ dành cho những kẻ ngu ngốc.
    2. +3
      Ngày 16 tháng 2019 năm 14 24:XNUMX
      Đúng, trái đất phẳng! Đang quay ISS trong bể bơi! Hãy xem "bằng chứng" nào về điều này đã được cung cấp bởi các nhà lý thuyết âm mưu. cười (mỉa mai nếu vậy)
  8. -9
    Ngày 15 tháng 2019 năm 20 42:XNUMX
    "những người tạo ra Hubble nên dựng một tượng đài ở mọi thành phố lớn trên Trái đất" cười -không, những người sáng tạo nên được gửi đến các mỏ uranium cho cuộc sống. Ai thậm chí tài trợ cho việc này? giữ lại - "Thiên hà UDFj-39546284 cách chúng ta 13,4 tỷ năm ánh sáng" - và điều gì đã trở nên thú vị hơn khi sống? - Mọi người có sống an toàn trên Trái đất không? và mọi người chỉ bị dày vò bởi một câu hỏi - UDFj-39546284 này ở đâu?
    1. -1
      Ngày 15 tháng 2019 năm 22 42:XNUMX
      Và làm thế nào mà không có thiên hà UDFj-39546284 thì không thể đạt được sự hài hòa trong xã hội trái đất - cũng giống như không có sự phân biệt màu sắc của quần! tức giận
    2. +3
      Ngày 16 tháng 2019 năm 00 43:XNUMX
      Có những người quan tâm đến cách toàn bộ thế giới và vũ trụ vận hành, có những người tạo ra điều gì đó mới, có những người không quan tâm đến bất cứ điều gì và có những người chỉ trích liên tục - bạn chỉ thuộc về thứ sau.
      1. -2
        Ngày 16 tháng 2019 năm 20 32:XNUMX
        Tôi cũng quan tâm đến nhiều thứ và hoan nghênh những người quan tâm, nhưng có ai cho tôi tiền vì lợi ích của tôi không? -Và nếu nhà nước tài trợ cho tất cả những ai quan tâm đến cách toàn thế giới và vũ trụ hoạt động, trong một năm sẽ có không được mặc quần cười
        1. 0
          Ngày 17 tháng 2019 năm 22 09:XNUMX
          Họ không đưa tiền cho bạn vì sở thích của bạn - vì bạn không phải là nhà khoa học và bạn không tham gia vào các hoạt động nghiên cứu ở bất kỳ viện nào và sở thích của bạn hoàn toàn là khám phá trong tự nhiên.
  9. 0
    8 tháng 2019 năm 18 29:XNUMX CH
    Kính viễn vọng James Webb, tương tự như mô-đun Khoa học của chúng tôi cho ISS ... cũng rất lâu. Trong hai thập kỷ, chúng tôi đã được thông báo rằng chúng tôi phải đợi khoảng trước khi ra mắt, và sau đó, họ lặng lẽ thông báo với chúng tôi rằng việc ra mắt đã bị hoãn lại trong 2-3 năm.
  10. 0
    11 tháng 2019, 07 11:XNUMX
    Một nền kinh tế thành công là một nền khoa học cơ bản đắt giá - công nghệ mới - vũ khí mà không ai có thể với tới.